活塞式坐便器及人粪便回收与利用

活塞式坐便器及人粪便回收与利用
【专利说明】活塞式坐便器及人粪便回收与利用
[0001]本发明《活塞式坐便器及人粪便回收与利用》属于循环经济领域，并涉及到节水工程、节能减排、环境保护和生态农业等多个相关领域。
[0002]目前，全球普遍应用的坐便器，大都采用水冲方法，将人粪便连同污水一起排放，因此，不但消耗了大量的生活用水，而且造成了严重的水源污染，同时也损失掉了极具价值的有机肥资源。本发明是对专利申请号201410329388.X做出的本国优先权申请，其目的是将该项技术进一步完善，增强其可行性。
[0003]本发明向人们提供了一种活塞式坐便器及人粪便回收与利用的技术方案，其目的是实现相对水冲式坐便器节水90%以上，人粪便和食物垃圾全部回收，并将其转化为气体燃料和有机肥。
[0004]本发明是由活塞式坐便器、人粪便回收方法和人粪便利用方法，三项技术方案构成。
[0005]1、活塞式坐便器
[0006]本发明的活塞式坐便器，是采取两组动力活塞分别驱动两组推便活塞，并以一二级活塞接力挤压的方法，将落入缸筒的粪便强力压入输出管道，其保洁措施是采用旋转喷刷装置喷射高压水柱的方法实现，其具体方案是:接纳粪便的一级缸筒，是一圆形筒体，也是该坐便器的承重主体，其中心线与地面倾斜5°?20°，上端设有与水冲式坐便器大体相同的坐便口和坐便盖，下端设有虹吸式液体排放管。与一级缸筒匹配的圆形一级推便活塞，与同轴心设置的动力活塞缸的活塞杆相连接，从而实现动力活塞驱动一级推便活塞，将落入一级缸筒内部的粪便推入二级缸筒，完成一级排便过程。二级缸筒是一扁平状箱体，其两侧平面相对开设与一级缸筒内径相等的圆孔，其中一侧圆孔与一级缸筒出口端连接，另一侧圆孔由可旋转的堵板封闭，圆孔下端设容便槽、自控闸阀和粪便出口 ；与二级缸筒匹配的矩形二级推便活塞的两端，分别与匹配的动力活塞缸的活塞杆连接，从而实现两只动力活塞驱动二级推便活塞，将落入容便槽的粪便排出，完成二级排便过程。所述自控闸阀是一个按着程序自动开关的阀门，其作用是阻止粪便反流和封阻气味。所述旋转喷刷装置共设两组，一组设置于坐便盖的中心部位，另一组与旋转堵板结合；两组旋转喷刷装置由一台微型高压水泵供水，由各自配备的微型减速电机提供旋转动力，分别带动1-2只高压喷咀，按着设定的启动程序和喷刷时间，沿着坐便口和一级缸筒内壁进行360°旋转并喷射高压水柱，实施强力快速冲刷；冲刷产生的液体，是利用一级缸筒的倾斜角度流入二级缸筒的容便槽，最后同粪便一同排出。所述虹吸液体排放管，设置于一级缸筒底部内端，其作用是排出意外进入一级缸筒内端的液体。坐便器的程控装置，是采用6V?36V安全电源、相应的电子元件和相应的液压或气压原件，组装成可分别实施大小便两个程序的控制器，其中大便程序是全部运动装置次序运作，小便程序则是一级推便活塞静止，其它运动装置运作，其益处是节能和延长坐便器的使用寿命。
[0007]2、人粪便回收方法
[0008]本发明的人粪便回收方法，是由群居楼房厕所人粪便回收方法和分散厕所人粪便回收方法两项方案构成。2.1群居楼房厕所人粪便回收方法，该方法是用本发明的活塞式坐便器，替换掉传统的水冲式坐便器，将传统的垂直粪便污水混合下水管，变为专用的垂直粪便排出管，再通过粪便储存和负压抽吸的方法排出粪便，其具体方案是:安装于楼房各层厕所的活塞式坐便器出口，都与垂直排便管连通，其上端穿过楼房顶层盖板，与大气接触，下端穿过一楼地板，与零米以下设置的储便罐连通；所述储便罐除具备防腐功能以外，还设有搅拌装置和自控装置，整栋楼房的所有储便罐都与一根水平设置的负压粪便输出管并连；在相邻楼房外部的适当位置，设置具有防腐、搅拌和自控装置的负压吸便罐，负压吸便罐的入口，与所涉及楼房的负压粪便输出管连通；负压吸便罐与匹配的真空泵结合产生负压，将所涉及楼房储便罐中的粪便逐个吸入罐中，再利用泥浆泵向远距离目的地输送，从而实现城市人粪便管网化自动回收。2.2分散厕所人粪便回收方法，该方法是针对比较分散的平房、农村住宅、公厕、别墅和水陆空客运器厕所考虑，其特征是:一个或一组活塞式坐便器，配备一个具备防腐、搅拌、或正压排便功能的储便罐，并就近设置于坐便器下端的适当位置；活塞式坐便器的排便口直接与储便罐连通，即利用活塞式坐便器的排便压力，将粪便直接排入储便罐，再利用吸粪车或渣浆泵实施回收和输送。
[0009]3、人粪便利用方法
[0010]本发明的人粪便利用方法，是以人粪便为主要原料，生产出气体燃料和有机肥，其具体方案是:根据每座城市或地区，能够获得的人禽畜粪便、食物垃圾和绿色有机物的数量，建设相应规模的沼气厂，沼气厂的产品是沼气、沼渣和沼液，其中沼气可作为气体燃料应用；沼渣采用粘土为粘结剂，通过造粒和干燥工序后，制作成有机肥料，供应有机农作物生产；沼液是有机液体肥料，可直接供应有机蔬菜生产。
[0011]本发明具有如下优点:
[0012]1、本发明的活塞式坐便器，在确保清洁的前提下，大小便平均一次水耗< 300ml和电耗<千分之一 kW/h，节水节能效果显著。
[0013]2、本发明的人粪便利用方法，是将人粪便和食物垃圾作为主要原料，生产出气体燃料和有机肥，不但益于节能减排，而且对土地修复保养、取代化肥、确保食品安全和提高人民的健康水平意义重大。
[0014]3、本发明从人粪便回收、运输到沼气生产的全过程，其回收物始终在密闭的管道或罐体之中运行，断绝了人粪便传播病菌的渠道，有益于环境卫生。
[0015]4、本发明如果能够得到广泛推广，即可将城市都变成永不枯竭的有机肥和可再生能源的矿山，并有望形成一个全球性新兴循环经济体系，潜在的经济效益和社会效益难以估量。
[0016]下面通过附图并结合其实施方案，对本发明作进一步描述。
[0017]附图1是本发明活塞式坐便器的纵向结构剖示图。
[0018]附图2是本发明活塞式坐便器的A-A剖示图。
[0019]附图3是本发明群居楼房厕所人粪便回收方法的示意图。
[0020]附图序号名称:1 一级缸筒、2坐便口、3坐便盖、4、虹吸排液管、5 —级推便活塞、6一级活塞连杆、7 —级动力缸筒、8 —级动力活塞、9 二级缸筒、10旋转堵板、11容便槽12自控闸阀、13粪便出口、14 二级推便活塞、15 二级动力缸筒、16 二级活塞连杆、17 二级动力活塞、18直线驱动器、19A喷咀、20A旋转水封、21支架、22B旋转水封、23微型减速电机、24B喷咀、25支腿、26封闭箱、27垂直排便管、28储便罐、29A电机、30罐底闸阀、31负压输便管、32负压罐、33B电机、34真空泵、35泥浆泵。
[0021]参见附图1、2，一级缸筒I是接纳粪便的圆形筒体，其中心线与地面倾斜5°?20°，在筒体上端设有与水冲式坐便器大体相同的坐便口 2和坐便盖3，下端设有虹吸排液管4 ;与一级缸筒匹配的一级推便活塞5，与一级活塞连杆6和一级动力缸筒7内设一级动力活塞8连接，从而实现一级动力活塞直线